Postępy
nasze czasopisma medyczne
New Medicine
Postępy Nauk Medycznych
Medycyna Rodzinna
Nowa Medycyna
Nowa Pediatria
Nowa Stomatologia
oferta Wydawnictwa Borgis
CzytelniaMedyczna.pl
Księgarnia Medyczna Borgis.pl
Księgarnia ogólna DoPoduszki.pl
Newsletter Biuletyn Telegram
Kosmetyki ziołowe
Postępy
Wydawca:
Wydawnictwo Medyczne Borgis

Organ
Sekcji Fitoterapii PTL
Sekcja Fitoterapii Polskiego Towarzystwa Lekarskiego

Wrażliwość bakterii beztlenowych na olejek cytrynowy (Oleum Citri)

© Borgis - Postepy Fitoterapii 2/2013, s. 71-75
*Anna Kędzia1, Marta Ziółkowska-Klinkosz1, Adam Włodarkiewicz2, Aida Kusiak3, Andrzej W. Kędzia4, Barbara Kochańska5
Wrażliwość bakterii beztlenowych na olejek cytrynowy (Oleum Citri)
Sensitivity anaerobic bacteria to lemon oil (Oleum Citri)
1Zakład Mikrobiologii Jamy Ustnej, Katedra Mikrobiologii, Gdański Uniwersytet Medyczny
Kierownik Zakładu: dr hab. Anna Kędzia, prof. nadzw.
2Katedra i Klinika Chirurgii Szczękowo-Twarzowej i Stomatologicznej, Gdański Uniwersytet Medyczny
Kierownik Katedry i Kliniki: prof. dr hab. Adam Włodarkiewicz
3Katedra i Zakład Periodontologii i Chorób Błony Śluzowej Jamy Ustnej, Gdański Uniwersytet Medyczny
Kierownik Katedry i Zakładu: dr hab. Aida Kusiak, prof. nadzw.
4Katedra Pielęgniarstwa Pediatrycznego, Uniwersytet Medyczny w Poznaniu
Kierownik Katedry: dr hab. Andrzej W. Kędzia
5Katedra i Zakład Stomatologii Zachowawczej, Gdański Uniwersytet Medyczny
Kierownik Katedry i Zakładu: dr hab. Barbara Kochańska, prof. nadzw.
Summary
Citrus limon L. belongs to family Rutaceae. The lemon tree is an evergreen. Its grows 5 to 10 m in hight and has light green leaves, white flowers and oval, green to yellow fruits (lemon). The lemon oil exhibit significant antimicrobial effect. More then 40 components have been identified in lemon peel oil. One of the major components present in essential oil is (+)-limonen. Other constituents of oil include citral, α-terpineol, α-pinene, β-pinene, citronellal, linalyl and geranyl acetate, p-cymene, γ-pinene, β-myrcene, cumarins, bioflavonoids and pectins. The aim of this study was to determine the antimicrobial activity of lemon oil against anaerobic bacteria, isolated from infections of oral cavity. A total of 48 strains anaerobes and 4 standards strains were tested. The susceptibility was determined two fold agar dilution method in Brucella agar supplemented with 5% defibrynated sheep blood, menadione and hemin. Inoculum containing 105 CFU per spot was seeded with Steers replicator upon the surface of agar with oil and without oil (strains growth control). Incubation the plates was performed in anaerobic conditions in anaerobic jar at 37°C for 48 h. The MIC was defined as the lowest concentrations of the lemon oil inhibiting the growth of anaerobes. The results indicated, that the most susceptible to essential oil from Gram-negative bacteria were the strains from the genus of Porphyromonas asaccharolytica (MIC ≤ 2.5 mg/ml) and Prevotella levii (MIC ≤ 2.5-7.5 mg/ml). The strains from genus of Fusobacterium necrogenes and Bacteroides fragilis were the lowest sensitive. The growth of the strains were inhibited by concentrations > 20.0 mg/ml. The tested oil was very active against the Gram-positive anaerobes. The concentrations in ranges ≤ 2.5-10.0 mg/ml inhibited the growth of all the cocci from genus Finegoldia and Micromonas.
But the strains of Gram-positive rods were less sensitive (MIC 10.0-20.0 mg/ml). The Gram-negative anaerobes were less susceptible to lemon oil than Gram-positive bacteria.
Key words: anaerobic bacteria, susceptibility, oral cavity, lemon oil
Pierwsze wzmianki o cytrynach dotyczą I w. n.e. Przypuszcza się, że pochodzą one z południowo-wschodniej Azji, z Indii lub południa Chin. Uprawy drzew cytrynowych rozpoczęto w Persji i Palestynie na początku XII wieku, a następnie w krajach śródziemnomorskich (1). W XVII w. cytryny stały się słynne dzięki obowiązkowemu, codziennemu piciu soku cytrynowego przez marynarzy w celu zapobiegania szkorbutowi (2). Obecnie największe uprawy cytryn są w Stanach Zjednoczonych, głównie w Kalifornii i na Florydzie, a także w Argentynie i Brazylii. W Kalifornii w połowie XIX wieku uruchomiono produkcję soku cytrynowego.
Cytryna zwyczajna (Citrus limon L.) z rodziny Rutaceae jest drzewem o wiecznie zielonych liściach, które osiąga 5-10 m wysokości. Wytwarza jasnozielone liście, białe kwiaty i owalne zielone lub żółte owoce. Ze świeżych zewnętrznych owocni cytryn, metodą tłoczenia na zimno, otrzymywany jest olejek cytrynowy (Oleum citri). Jest on bezbarwny lub żółty o charakterystycznym, silnym cytrynowym zapachu. Owoce zawierają polisacharydy, kwasy organiczne (głównie kwas cytrynowy), lipidy, karotenoidy, witaminy (C, B1, B2), związki mineralne, flawonoidy, związki goryczowe i pektyny (3). W cytrynach występują znaczne ilości potasu (145 mg na 100 g owocu), bioflawonoidy oraz witamina C (40-50 mg/100 g) (4). Ponadto w soku z cytryny są obecne witaminy A, B3 oraz wapń (61 mg) (5). Owocnia zawiera olejek eteryczny, flawonoidy (diosmetyna, hesperydyna, luteolina) i związki gorzkie. Olejek cytrynowy (wydajność 0,3-0,7%) zawiera ponad 40 składników. Głównym związkiem jest (+)-limonen (50-90%). W mniejszych ilościach występują: cytral, α-terpineol, α-pinen, β-pinen, citronelal, octan linalylu i geranylu, p-cymen, γ-pinen, β-myrcen, kumaryny, bioflawonoidy i pektyny (6-14). Olejek znalazł szerokie zastosowanie w przemyśle spożywczym, farmaceutycznym i kosmetycznym.
Olejek cytrynowy wykazuje szereg właściwości leczniczych. W medycynie tradycyjnej stosowany jest w celu obniżenia ciśnienia krwi, w zaburzeniach trawienia, zakażeniach dróg oddechowych, przeziębieniach, reumatyzmie, artretyzmie i zakażeniach skóry, szczególnie jako środek przeciwtrądzikowy. Badania kliniczne wykazały jego korzystne działanie w zapobieganiu kamicy nerkowej. Stwierdzono, że po długotrwałym (ponad 3 lata) codziennym piciu 120 ml rozcieńczonego soku cytrynowego uzyskano znaczną redukcję formowania się kamieni nerkowych (15, 16). Doświadczalnie wykazano też przeciwnowotworowe działanie olejku cytrynowego (11, 17-19).
Ponadto badania przeprowadzone w Niemczech w 1980 r. wskazały, że wykazuje on właściwości przeciwutleniające (20). Inni badacze potwierdzili przeciwutleniającą aktywność olejku cytrynowego (8, 21, 22). Wykazano też, że sok z cytryny może obniżać w surowicy krwi stężenie stosowanej chlorochiny do poziomu poniżej terapeutycznego (23). Ponadto sok z cytryny może podwyższać absorpcję jonów żelaza (24). Nie powinno się go stosować u dzieci oraz u kobiet w ciąży i karmiących. Ponadto, ze względu na obecność w olejku związków kumarynowych, które wywołują nadwrażliwość na promieniowanie słoneczne, po stosowaniu go nie należy przebywać na słońcu. Doświadczalnie wykazano też, że olejek cytrynowy jest skutecznym repelentem przeciw moskitom, które są przenosicielami zarodźca malarii (25).
Wyniki licznych badań wskazują na wysoką przeciwdrobnoustrojową aktywność olejku wobec bakterii, grzybów i wirusów (9, 10, 12, 13, 26-40). Jednak dotychczas przeprowadzone doświadczenia dotyczą przede wszystkim działania tego olejku na bakterie tlenowe i względnie beztlenowe. Brakuje danych na temat aktywności olejku wobec bakterii beztlenowych.
Celem badań była ocena wrażliwości na olejek cytrynowy bakterii beztlenowych wyizolowanych z zakażeń w obrębie jamy ustnej.
Materiały i metody badań
Bakterie beztlenowe zostały wyhodowane z materiałów pobranych od pacjentów z chorobami przyzębia, zapaleniem błony śluzowej jamy ustnej i ropniem okołozębowym. Ocenie wrażliwości poddano 48 szczepów należących do rodzajów: Prevotella (10 szczepów), Porphyromonas (4), Fusobacterium (7), Tannerella (2), Parabacteroides (1), Bacteroides (7), Finegoldia (3), Micromonas (3), Actinomyces (5), Propionibacterium (4), Bifidobacterium (2) oraz 4 szczepy wzorcowe z gatunku: Bacteroides fragilis ATCC 25285, Fusobacterium nucleatum ATCC 25585, Finegoldia magna ATCC 29328 i Bifidobacterium breve ATCC 15700. Badanie wrażliwości (MIC) na olejek cytrynowy (Etja, Elbląg) wymienionych szczepów przeprowadzono metodą rozcieńczeń w agarze Brucella z dodatkiem 5% krwi baraniej, menadionu i heminy. Użyty do badań olejek najpierw rozpuszczano w DMSO (Serva), w celu uzyskania stężenia 100 mg/ml. Dalsze rozcieńczenia były wykonywane w jałowej wodzie destylowanej, w celu uzyskania następujących stężeń: 20,0; 15,0; 10,0; 7,5; 5,0 i 2,5 mg/ml. Odpowiednie rozcieńczenia olejku cytrynowego dodawano do agaru. Zawiesinę zawierającą 105 CFU (jednostek tworzących kolonie) na kroplę nanoszono na powierzchnię agaru aparatem Steersa. Podłoża z posiewami drobnoustrojów zawierające odpowiednie stężenia olejku oraz bez olejku (podłoża kontrolne) inkubowano w anaerostatach zawierających mieszaninę gazów: 10% C02, 10% H2 i 80% N2, katalizator palladowy i wskaźnik beztlenowości, w temp. 37°C przez 48 godz. Za MIC przyjęto takie najmniejsze stężenie olejku, które całkowicie hamowało wzrost testowanych szczepów bakterii beztlenowych.
Wyniki i omówienie
Uzyskane wyniki badań wrażliwości na olejek cytrynowy Gram-ujemnych bakterii beztlenowych zostały zebrane w tabeli 1, Gram-dodatnich beztlenowców w tabeli 2, a szczepów wzorcowych w tabeli 3. Niskie stężenia olejku w zakresie ≤ 2,5-10,0 mg/ml hamowały wzrost 32% szczepów Gram ujemnych pałeczek. Największą aktywność olejek wykazał wobec gatunku Porphyromonas asaccharolytica (MIC ≤ 2,5 mg/ml) i Prevotella levii (MIC ≤ 2,5-7,5 mg/ml). Inne gatunki należące do wymienionych rodzajów oraz szczepy pałeczek z rodzaju Fusobacterium, Tannerella, Parabacteroides i Bacteroides okazały się mniej wrażliwe. Olejek cytrynowy hamował wzrost tych szczepów w stężeniach wynoszących od 10,0 do 20,0 mg/ml i wyższych. Najniższą aktywność olejek wykazał wobec szczepów z gatunku Fusobacterium necrogenes i Bacteroides fragilis (MIC > 20,0 mg/ml).
Tabela 1. Wrażliwość Gram-ujemnych bakterii beztlenowych na olejek cytrynowy.
DrobnoustrojeLiczba szczepówNajmniejsze stężenie hamujące MIC mg/ml
≥20,515,010,07,55,0≤2,5
Prevotella buccalis3111   
Prevotella intermedia2 11   
Prevotella levii2   1 1
Prevotella loescheii321    
Porphyromonas asaccharolytica2     2
Porphyromonas gingivalis2 11   
Fusobacterium nucleatum321    
Fusobacterium necrophorum2 2    
Fusobacterium necrogenes22     
Tannerella forsythia2 11   
Parabacteroides distasonis1 1    
Bacteroides fragilis22     
Bacteroides vulgatus1  1   
Bacteroides uniformis21 1   
Bacteroides ureolyticus2 2    
Gram-ujemne bakterie beztlenowe, ogółem 31101161 3
Tabela 2. Wrażliwość Gram-dodatnich bakterii beztlenowych na olejek cytrynowy.
DrobnoustrojeLiczba szczepówNajmniejsze stężenie hamujące MIC mg/ml
≥20,515,010,07,55,0≤2,5
Finegoldia magna3  2  1
Micromonas micros3  1 11
Gram-dodatnie ziarniaki beztlenowe, ogółem6  3 12
Actinomyces israelii2 11   
Actinomyces odontolyticus2 11   
Actinomyces viscosus1 1    
Propionibacterium acnes2 2    
Propionibacterium granulosum211    
Bifidobacterium breve2 2    
Gram-dodatnie pałeczki beztlenowe ogółem11182   
Gram-dodatnie bakterie beztlenowe, łącznie17185 12
Tabela 3. Wrażliwość szczepów wzorcowych na olejek cytrynowy.
DrobnoustrojeLiczba szczepówNajmniejsze stężenie hamujące MIC mg/ml
≥20,515,010,07,55,0≤2,5
Bacteroides fragilis ATCC 2528511     
Fusobacterium nucleatum ATCC 255861  1   
Finegoldia magna ATCC 293281  1   
Bifidobacterium breve ATCC 157001  1   
Spośród Gram-dodatnich bakterii beztlenowych największą wrażliwością charakteryzowały się szczepy ziarniaków z gatunku Finegoldia magna i Micromonas micros (MIC ≤ 2,5-10,0 mg/ml). Niższą aktywność olejek wykazał wobec szczepów Gram-dodatnich pałeczek (MIC 10,0-≥ 20,0 mg/ml), z wyjątkiem szczepów z rodzaju Actinomyces i Bifidobacterium, które okazały się nieznacznie bardziej wrażliwe na testowany olejek eteryczny (MIC w zakresie 10,0-15,0 mg/ml), niż rodzaj Propionibacterium (MIC ≥ 20,0 mg/ml).
Wyniki wskazują, że Gram-dodatnie bakterie beztlenowe były bardziej wrażliwe na testowany olejek cytrynowy w porównaniu z Gram-ujemnymi beztlenowcami. Niskie stężenie olejku w zakresie ≤ 2,5-10,0 mg/ml hamowały wzrost 32% Gram-ujemnych bakterii i 47% szczepów Gram-dodatnich bakterii beztlenowych, w tym połowy ocenianych szczepów ziarniaków. W badaniach przeprowadzonych przez Hammera i wsp. (38) oraz Yousefa i wsp. (40), dotyczących aktywności olejku cytrynowego wobec bakterii tlenowych i względnie beztlenowych, także Gram-dodatnie bakterie z gatunku Staphylococcus aureus, Enterococcus faecalis i Bacillus subtilis okazały się bardziej wrażliwe (MIC 3,1-20,0 mg/ml), niż Gram-ujemne pałeczki, tj. Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa i Serratia marcescens (MIC 20,0-50,0 mg/ml).
Wnioski
1. Olejek cytrynowy wykazał największą aktywność wobec szczepów bakterii beztlenowych z gatunku Porphyromonas asaccharolytica, Prevotella levii, Finegoldia magna i Micromonas micros.
2. Najniższą wrażliwością charakteryzowały się szczepy z gatunku Fusobacterium necrogenes i Bacteroides fragilis.
3. Olejek cytrynowy wykazał wyższą aktywność wobec Gram-dodatnich bakterii w porównaniu z Gram-ujemnymi bakteriami beztlenowymi.
Piśmiennictwo
1. Brud W, Konopacka J. Pachnąca apteka. Wyd. Pagina, Warszawa 1998. 2. Carpenter J. The food and pharmacy. Bantam Publ, NY 1988. 3. Ranganna S, Govindarjan VS, Ramana KV. Citrus fruits-varieties, chemistry, technology and quality evaluation. Part II. Chemistry, technology and quality evaluation. A chemistry. Crit Rev Food Sci Nutr 1983; 18(4):313-36. 4. King CG. The isolation of vitamin C from lemon juice. Fed Poc 1979; 38(13):2681-3. 5. Murray M. The healing power of herbs. Rocklin, Prima Publ Co, CA. 1993. 6. Fisher K, Phillips CA. The effect of lemon, orange and bergamot essential oils and their components on the survival of Campylobacter jejuni, Escherichia coli 0157, Listeria monocytogenes, Bacillus cereus and Staphylococcus aureus in vitro in food systems. J Appl Microbiol 2006; 101:1232-40. 7. Lee J-H, Lee J-S. Chemical composition and antifungal activity of plant essential oils against Malassesia furfur. Kor J Microbiol Biotechnol 2010; 38(3):315-21. 8. Bertuzzi G, Tirillini B, Angeloni P i wsp. Antioxidative action of Citrus limonum essential oil on skin. Eur J Med Plants 2013; 3(1):1-9. 9. Belletti N, Ndagijimana M, Sisto C i wsp. Evaluation of the antimicrobial activity of Citrus essences on Saccharomyces cerevisiae. J Agric Food Chem 2004; 52:6932-8. 10. Dimic GR, Kocic-Tanackov SD, Jovanov OO i wsp. Antibacterial activity of lemon, caraway and basil extracts on Listeria Spp. APTEFF 2012; 43:239-46. 11. Jomaa S, Rahmo A, Alnori AS i wsp. The cytotoxic effects of essential oil of Syrian Citrus limon peel on human colorectal carcinoma cell line (Lim 1863). Middle East J Cancer 2012; 3(1):15-21. 12. Seak BJ, Kim S-S, Lee J-A i wsp. Chemical composition and biological activities of essential oils extracted from Korea endemic Citrus species. J Microbiol Biotechnol 2008; 18(1):74-9. 13. Kirbaslar FG, Tavman A, Dulger B i wsp. Antimicrobial activity of Turkish Citrus peel oils. Pak J Bot 2009; 41(6):3207-12. 14. Kochnar KP. Dietary spices in health and diseases (II). Indian J Phys Pharmacol 2008; 52(4):327-58. 15. Kang DE, Sur RL, Haleblian GE i wsp. Long-term lemoniade based dietary manipulation in patients with hypocutraturic nephrolithiasis. J Urol 2007; 177(4):1358-62. 16. Saltzer MA, Low RK, McDonald i wsp. Dietary manipulation with lemoniade to treat hypocitraturic calcium nephrolithiasis. J Urol 1996; 156(3):907-9. 17. Pavia M, Pileggi C, Nobile CG i wsp. Association between fruit and vegetable consumption and oral cancer: a meta-analysis of observation studies. Am J Clin Nutr 2006; 83(5):1126-34. 18. Manners GD. Citrus limonoids: analysis bioactivity and biomedical prospects. J Agric Food Chem 2007; 55(21):8285-94. 19. Yan HC, Hong P, Yu ZZ i wsp. Evaluation of antioxidant and antitumor activities of lemon essential oil. J Med Plants Res 2010; 4(18):1910-5. 20. Ogata S, Miyake Y, Yamamoto K i wsp. Apoptosis induced by the flavonoid from lemon fruit (Citrus limon Burm. F.) and its metabolites in HL-60 cells. Biosci Biotechnol Biochem 2000; 64(5):1075-8. 21. Ghasemi K, Ghasemi Y, Ebrshimzadeh ML. Antioxidant activity, phenol and flavonoid contents of 13 Citrus species peels and tissues. Pak J Pharm Sci 2009; 22(3):277-81. 22. Lopes Campelo LM, de Alameida AAC, Mendes de Freitas RL i wsp. Antioxidant and antinociceptive effects of Citrus limon essential oils in mice. 2011; 19:1-9. 23. Mahmoud BM, Ali HM, Homeida MM i wsp. Significant reduction in chloroquine biovailability following coadministration with the Sudanese beverages Aradaib, Karkadi and Lemon. J Antimicrob Chemother 1994; 35(5):1005-9. 24. Ballot D, Baynes RD, Bothwell TH. The effect of fruit juices and fruits on the absorption of iron from a rice meal. Br J Nutr 1987; 57(3):331-43. 25. Oshaghi MA, Ghalandari R, Vatandoost H i wsp. Repellent effects of extracts and essential oils of Citrus limon (Rutaceae) and Melissa officinalis (Labiate) against main malaria vector Anopheles stephensi (Diptera: Culicidae). Iran J Publ Health 2003; 32(4):47-52. 26. Sharma R, Chandra S, Singh A. Essential oils against lipophilic yeast like fungus. Int J Pharm Biol Arch 2012; 3(1):63-8. 27. Verma RK, Chaurasia L, Kumar M. Antifungal activity of essential oils against oils selected building fungi. Ind J Nat Prod Res 2011; 2(4):448-51. 28. Nannapaneni R, Muthaiyan A, Grandall PG i wsp. Antimicrobial activity of commercial Citrus-based natural extracts against Escherichia coli 0157;H7 isolates and mutant strains. Foodborne Pathogens Dis 2008; 5(5):695-9. 29. Vinda-Martos M, Ruiz-Navajas Y, Fernandez-Lopez J i wsp. Antibacterial activity of lemon (Citrus lemon L.), mandarin (Citrus reticulata L.), greipfrut (Citrus paradisi L.) and orange (Citrus sinensis L.) essential oils. J Food Saf 2008; 28:567-76. 30. Al-Marini A., Saour G, Hamound R. In vitro antibacterial effects of five oil extracts intramacrophage Brucella abortus 544. Iran J Med Sci 2012; 37(2):119-25. 31. Elumalai K, Krishnappa K, Neelakhadan T. Antibacterial activity of six essential oils against pathogenic bacteria. Int J Rec Sci Res 2010; 1:21-7. 32. Yadav N, Yadav B, Yadav S i wsp. Study of antimicrobial activity of natural plant oils against bacterial species isolated from hospital sample. Int J Pharm Biol Arch 2012; 3(4):789-91. 33. Sharmeen R, Hossain N, Rahman M i wsp. In vitro antibacterial activity of herbal aqueous extract against multidrug resistant Klebsiella sp. isolated from human clinical samples. Int Curr Pharm J 2012; 1(6):133-7. 34. Jeff-Agboola YA, Onifade AK, Akinyele BJ i wsp. In vitro antifungal activities of essential oil from Nigerian medicinal plants against toxigenic Aspergillus flavus. J Med Plants Res 2012; 6(23):4048-56. 35. Pandey RR, Dubey RC, Saini S. Phytochemical and antimicrobial studies on essential oils of some aromatic plants. Afr J Biotechnol 2010; 9(28):4364-8. 36. Dabbah R, Edwards VM, Moats WA. Antimicrobial action of some Citrus fruit oils on selected food-borne bacteria. Appl Microbiol 1970; 19(1):27-31. 37. Kędzia B, Hołderna-Kędzia E. Badanie wpływu olejków eterycznych na bakterie, grzyby i dermatofity chorobotwórcze dla człowieka. Post Fitoter 2007; 2:71-7. 38. Hammer KA, Carson CF, Riley TV. Antimicrobial activity of essential oils and other plant extracts. J Appl Microbiol 1999; 86:985-90. 39. Chao S, Young G, Oberg C i wsp. Inhibition of methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) by essential oils. Flavour Fragr J 2008; 23:444-9. 40. Yousef RT, Tawil GG. Antimicrobial activity of volatile oils. Pharmazie 1980; 35:698-701.

otrzymano/received: 2013-01-15
zaakceptowano/accepted: 2013-02-28

Adres/address:
*dr hab. Anna Kędzia, prof. nadzw.
Zakład Mikrobiologii Jamy Ustnej, Katedra Mikrobiologii Gdański Uniwersytet Medyczny
ul. Do Studzienki 38, 80-227 Gdańsk
tel.: +48 (58) 349-21-85
e-mail: anak@gumed.edu.pl
Copyright © Wydawnictwo Medyczne Borgis 2006-2014
Chcesz być na bieżąco? Polub nas na Facebooku: strona Wydawnictwa na Facebooku
do góry strony